21交2013《试验设计与数据处理》教学大纲
实验设计与数据处理
二、主要内容
• 1．实验设计 ①单因素实验设计（均分法，对分法，0.618法 ，分数法） ②双因素实验设计 ③多因素实验设计（正交实验设计）
• 2．数据处理 ①实验误差分析 ②实验数据整理 ③实验数据分析（直观分析法、方差分析、
1．实验设计的发展过程
• 20世纪初：英国生物统计学家费歇尔（1890-1962 ）首次提出了“试验设计”术语。
• 实验设计方法最早应用于农业、生物学、遗传学方面 。在农业方面主要是进行品种对比、施肥对比等。
• 20世纪40年代，英美两国开始在工业生产中应用， 如改变原料配比或工艺生产条件，寻找最佳工况。
• ④杨德《试验设计与分析》，中国农业出版社
• ⑤王万中《试验的设计与分析》，高等教育出版社
第二章 实验设计
• 第一节 概 论
• 实验设计——是指为节省人力、财力、迅速找到最佳条件，揭示事物内 在规律，根据实验中不同问题，在实验前利用数学原理科学编排实验的 过程。
• 以概率论与数理统计学为理论基础，为获得可靠试验结果和有用信息， 科学安排试验的一种方法论，亦是研究如何高效而经济地获取所需要的 数据与信息的方法。
• 探索性实验：为了揭示尚未完全认识的事物， 发现其发生与发展的规律，以完成工程与科研 任务，具有很强的探索性 （工程中经常碰到 ）
（二）实验过程
• 实验准备→实验→实验数据分析处理
• 1．实验准备 ①提出问题，弄清实验目标 ②设计实验方案（实验设计） ③拟订实验大纲 ④实验设备、测试仪器的准备
• 2．实验 （1）测试 （2）记录 • 3．实验数据的分析、处理
试验设计与数据处理
试验设计与数据处理论试验设计与数据处理的重要性试验设计与数据处理经过80余年的发展，在各个科学领域的试验研究中起着重要作用。
应用化学类专业是需要试验与观测的学科专业，经常需要通过大量的试验来验证某种事物的变化规律，科学合理的试验设计可以使试验达到事半功倍的效果，而严密准确的数据处理则可以帮助研究者从纷乱的数据中寻找出事物的内在规律。
随着现在计算机技术的发展，出现了各种针对试验设计与数据处理的软件，例如Excel, SAS, 等，这些软件的使用使试验设计与数据处理简单化，节省了大量的时间以及人力物力并促进了学科的发展和普及。
使学生能合理地设计试验，科学的分析和处理试验数据，达到提高学生分析问题和解决问题的能力。
试验设计与数据处理是以数理统计论、专业知识和实践经验为基础，科学地设计试验，并对所得试验数据进行分析，达到减少试验次数，缩短试验周期、迅速找到优化试验方案或数学模型的应用性课程。
在方法论上，它又是一种广泛应用于工农业生产和科学研究过程中的普遍使用的科学计算方法，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具。
试验设计是统计学的重要分支，它属于一般研究方法中的科学试验方法的范畴，是由试验方法与数学方法，特别是统计方法相互交叉而形成的一门科学，是与样本理论、估计理论和检验理论同时发展起来的。
试验设计是为了得到试验目的和搜集到可靠的资料，制定出试验次数少、误差小、实行科学控制的试验方案。
解决问题的方式方法(即策略)，直接影响对问题的解决过程。
其现已广泛应用于各行各业，如化工、医药、微生物、军事工程、食品等诸多领域。
试验是开展科学研究工作必不可少的手段。
它主要应用于工农业生产和科学研究过程中的科学试验，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具和方法。
任何自然科学都离不开实验，大多数学科(化工、化学、轻工、材料、环境、医药、热工等)中的概念、原理和规律大多由实验推导和论证的。
如最佳的配方、工艺条件，产品性能的优化，对产品质量、环境质量作出评价等。
实验设计与数据处理
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：随着科学技术的不断发展进步，教学方法和思维方式越来越受到重视，《实验设计与数据处理》是一门应用性很强，且将理论知识与实践经验相结合的课程，同时又以数理统计、专业技术知识、概率论和实践经验为基础，通过科学合理的组织实验得到有效的实验数据，最后把实验数据进行分析、处理，以求在最短的时间内达到优化实验的一种科学分析和计算方法。
《实验设计与数据处理》课程介绍一些常用的实验设计和数据处理方法，是从事科学研究、技术研发以及工业生产人员必须掌握的技能。
《实验设计与数据处理》是一门实用性很强的课程，对于高校大学生来说，通过学习该课程，主要是培养科学的严谨态度，正确的确定实验方案，以及对实验数据进行分析处理的能力。
2.设计思路：本课程介绍一些常用的实验设计和数据处理方法，结合大量的上机实践和作业，使同学们掌握这些方法并能及时应用到实际当中。
课程内容包括三个部分：数据处理方法、实验设计方法和上机实践。
- 5 -（1）数据处理方法：重点介绍数据的整理和特征数；常用的正态分布、二项分布、泊松分布和t分布；样本平均数与总体平均数差异显著性检验；单因素和两因素方差分析；相关和回归分析。
让学生掌握常用的数据处理方法。
（2）实验设计方法：重点介绍随机取组实验设计、正交实验设计、均匀设计、回归正交实验设计和回归旋转实验设计，让学生掌握常用实验设计的原理、设计过程和分析方法。
（3）上机实践：介绍Excel、DPS、SPSS等数据统计软件在实验设计与数据处理过程中的应用，通过大量例题、作业和上机实践，让学生掌握这些统计软件的使用方法，并应用于自己的学习和科研中。
3. 课程与其他课程的关系先修课程：高等数学和概率统计。
本课程与这两门课程密切相关，只有在这两门课程的基础上，实验设计与数据处理的教学与实践才能达到较好的效果。
《材料试验设计与数据处理》课程教学大纲
《材料试验设计与数据处理》课程教学大纲课程代码0801141课程名称中文名：材料试验设计与数据处理英文名：Themethodofexperimenta1designanddataprocessing课程类别 专业课修读类别 选修学分 2.0 学时32开课学期 第7学期开课单位 材料科学与工程学院无机非金属材料系 适用专业 无机非金属材料工程专业先修课程高等数学、概率论与数理统计、土木工程材料A 等后续有关专毕业设计（论文） 业课程和教 学环节主讲教师/高振国/教授、罗永会/副教授、韩玉芳/副教授、田秀淑/讲师、梅世刚/实验师职称 考核方式及平时成绩+期末考试 教材及主要（1）《建筑材料试验研究的数学方法》刘数华、冷发光、罗季英编著，中国建参考书材工业出版社，2006（2）《材料试验和质量分析的数学方法》第三版（教材），王永魁编，中国铁道出版社，1990一、课程性质和目标《材料试验设计与数据处理》是无机非金属材料工程专业的一门专业限选课。
本课程的任务是使学生在今后的科研生产工作中，能够运用概率统计的基本理论及所学知识，试验误差分析的理论和方法，正交设计试验方法，回归分析的数据处理方法及工程应用。
以达到试验工作量小、获得数据信息多、结果效率面的目的。
通过本课程的理论教学，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下： 知识目标：课程目标1：学习取样、测试技术和数据处理的基本原理和方法。
课程目标2：使用正交设计法进行实验设计的基本原理和方法。
能力目标：各环节所占比例 (20%)+(80%)课程目标3：具备使用方差分析法和回归分析法进行数据分析和处理的能力。
课程目标4：具备使用相关知识进行混凝土生产、质量验收和混凝土强度预测的能力。
二本课程所支撑的毕业要求（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系：序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容课程目标1 毕业要求4・1 能运用专业理论和科学手段，依据对象特课程目标1、2征，选择研究路线，设计实验方案。
制药工程专业《试验设计与数据处理》教学大纲
《试验设计与数据处理》教学大纲课程编码：0413105002课程名称：试验设计与数据处理学时/学分：24/1.5先修课程：《高等数学》适用专业：化学工程与工艺、制药工程、化学开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是面向化学工程与工艺、制药工程及化学专业学生的专业选修课程。
2．课程任务：本课程的基本任务是在学生学习《高等数学》等专业基础课程的前提下，向学生介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法，为其后续专业实验、毕业论文环节的顺利进行打下良好基础。
二、课程教学基本要求通过本课程的教学，使学生了解并掌握科学试验中试验前的试验方案设计以及对试验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，学会使用科学的试验设计方法设计试验并对试验得到的大量数据进行正确的分析和处理，同时能够合理地设计试验，使试验次数尽可能少并在较短的时间内以较少的成本来达到预期的试验目标，进而摸索出较优的工艺条件或配方。
通过培养学生合理设计化学工程试验，并对试验数据进行科学分析和处理的技能，最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优工艺条件或配方）的目的。
成绩考核形式：期末成绩（70%）＋平时成绩（作业、课堂提问等）（30%)。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求了解试验设计与数据处理的概念和发展，学习此门课程的目的与意义；掌握试验设计的三个基本要素。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解指标、因素、水平等基本概念，掌握试验设计与数据处理的基本要素。
3.教学重点和难点教学重点是试验设计的基本要素。
教学难点是试验设计中因素与水平的选取原则。
4.教学内容（1）试验与试验设计的基本概念（2）试验设计与数据处理的发展概况（3）试验设计的基本要素主要知识点：指标；因素；水平。
（4）试验设计与数据处理的目的第二章试验数据的误差分析1.教学基本要求理解误差分析的重要性，各种试验误差的来源，误差理论的基本问题，掌握误差的检验与控制方法；掌握有效数字的修约标准与运算规则；能够运用误差的传递公式判断间接测量或函数误差的主要来源，选择合适的测量仪器或方法；能够根据具体情况运用合适的方法对数据进行显著性检验，并对数据中可能存在的异常值进行检验和处理。
实验设计与数据处理课程教学大纲
《实验设计与数据处理》课程教学大纲课程代码：010332012课程英文名称：Experiment Design and Data Processing课程总学时：24 讲课：20 实验：4 上机：0适用专业：工业工程大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标该课程是为机械学院工业工程专业本科生开设的专业基础课，是工业工程专业本科生的选修课程，设置本课程旨在使学生了解并掌握科学实验中实验前的实验方案设计以及对实验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，培养学生合理设计工业工程与人因工程的实验，并掌握实验数据进行科学分析和处理的技能，最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优综合环境数据）的目标。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求该课程要求学生掌握一定的数学知识，尤其是统计学与高数知识。
另外，该课程与工业工程专业中实验课程结合最佳，安排时间最佳为大三下学期或者大四上学期。
学生需要有一定实验经历。
（三）实施说明1. 本大纲编写适用于本科工业工程专业学生，课程以授课为主，以实验为辅，着重强调实际应用。
2．考虑到该课程教材可能发生变化，教师在授课过程中可对学时分配在小范围内进行适当调整。
3．教师在授课过程中发现部分与其他课程内容部分重叠或缺失的可以自行删减、或增加。
（四）对先修课的要求该课程需要高等数学、线性代数、应用统计学、概率论与数理统计等方面的数学基础。
（五）对习题课、实践环节的要求习题课以课后题为主，着重考察学生的解决问题能力，实验环节要求学生掌握具体的实验合理安排与数据处理。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查。
2.考核目标：使学生掌握合理设计工业工程与人因工程的实验，并对实验数据进行科学分析和处理的技能。
3.成绩构成：期末成绩60%、平时成绩（包括作业、出勤率等）30%，实验成绩10%。
（七）参考书目《试验设计与数据处理》（第二版），李云雁，化学工业出版社，2012年《化工试验设计与数据处理》，曹贵平，华东理工大学出版社，2009年《试验设计与数据处理》，吴贵生，冶金工业出版社，1997年二、中文摘要实验设汁与数据处理是以数理统计及线性代数为理论基础，经济地、科学地安排实验和分析处理实验结果的一项科学技术。
《试验设计课程设计》教学大纲
《试验设计》课程设计教学大纲课程编码：090551011 学时/学分:2周/4学分一、大纲使用说明（一）适用专业应用统计学专业（二）课程设计性质必修课（三）主要先修课程和后续课程1.先修课程：数理统计2.后续课程：质量控制与可靠性分析（四）使用教学计划版本2017版二、课程设计目的及基本要求本课程设计是应用统计学专业必修课程。
通过该课程设计，使学生进一步理解试验设计的基本概念、理论和方法；初步掌握Excel统计工作表在试验数据统计中的应用，能利用SPSS等统计软件对相关问题完成从试验设计到统计分析结果的输出；具备初步的运用计算机完成试验数据处理的技能，使课堂中学习到理论得到应用。
设计目的如下：1.通过《试验设计》课程的学习，使学生能够掌握常用的试验设计方法，并且能够将这些方法应用于生产、科研及生活的方方面面。
这门课程使试验设计方法与实践相结合，能培养学生的应用能力与解决实际问题的能力。
，培养与提高学生的科学设计能力，掌握设计原理。
2.熟悉spss等统计软件，Excel电子表格，能运用统计软件编程实现数据分析方法的计算过程，正确地处理数据，数据分析是试验设计重要环节，在这个环节中学生用所学的试验方法和数学模型进行验证，以达到熟练掌握所学知识、提高数据分析能力的目的。
3.增强学生的科学设计素质。
要求学生严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和通过试验发现规律的优良品德。
4.注重创新设计、综合性设计，写出合格的设计报告。
基本要求：1.能利用试验设计的基本理论分析解决实际问题。
理解掌握方差分析、回归分析、正交试验设计、均匀试验设计等常用方法的基本原理和计算过程，并能综合应用各种方法解决实际问题。
2.掌握利用统计软件处理数据的基本方法3.设计报告符合学校规定，结构合理，排版规范，条目齐全。
三、课程设计内容及安排1.在科学试验或社会实践中收集适当的实际问题，进行正交试验或均匀试验设计。
2．Excel在直观分析中的应用。
试验设计与数据处理课程教学改革的
“试验设计与数据处理”课程教学改革的探讨王勇张景祥（江南大学理学院江苏·无锡214122）中图分类号：Ｇ６４２．０文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－７８９４（２０１３）０９－００５７－０２摘要结合“试验设计与数据处理”课程的特点，系统分析了在传统教学方法中存在的问题，通过分析对教学方法改革提出了一些建议。
关键词试验设计与数据处理实践教学实践能力The Teaching Reform of Experiment Design and Data Processing／／ＷａｎｇＹｏｎｇ，ＺｈａｎｇＪｉｎｇｘｉａｎｇAbstractＣｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｒｅ－ｆｏｒｍ．Key wordsｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｐｒａｃｔｉｃａｌｔｅａｃｈｉｎｇ；ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ“试验设计与数据处理”是概率论和数理统计课程的一种延续，也是统计学的一个重要分支，近几年越来越受到重视，试验设计与数据处理强调理论和实践相结合，实践教学和实际应用相一致，是一门集专业课和实践课为一体的实用的课程。
它是以概率论、数理统计、计算数学、计算机应用为基础结合实际生产、生活的应用性分支学科。
试验设计与数据处理方法近年来在科研与生产实践中获得了广泛的应用，其一是它在高效率获取信息与充分利用信息方面的重要作用，其二是计算机技术的普及，统计软件如ＳＡＳ，ＳＰＳＳ的推广应用，为数据处理方法应用提供了便捷有力的计算手段，上述两个原因使得“试验设计与数据处理”这门课程具有强烈的应用背景和旺盛的生命力。
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲Automobile Experimental Design and Data Processing学分：1.5 总学时：24 理论学时：24 实验/实践学时：0一、课程性质与任务《汽车试验设计与数据处理》课程是车辆工程专业的一门专业选修课，本课程共24学时，1.5学分，考查课。
《汽车试验设计与数据处理》系统介绍了汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，其内容有汽车试验基础，汽车试验设备与设施，整车技术参数的测量，汽车环境保护特性测量，汽车基本性能试验，汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
广泛吸收国内外先进技术成果，重点反映当前汽车试验科学的发展动态，特别注重汽车试验学理论的正确应用，突出汽车试验学的实施方法，有利于培养学生理论联系实际的学习及分析问题和解决问题的能力。
二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1. 了解汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，了解当前汽车试验科学的发展动态；2. 掌握汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
三、先修课程先修课程：汽车构造、汽车理论。
四、主要参考教材[1] 郭应时.《汽车试验学》.北京:人民交通出版社,2005.五、课程内容（一）汽车试验基础主要内容：概述；汽车试验标准；汽车试验管理与实施；试验报告。
重点：汽车试验管理与实施、试验报告。
难点：汽车试验标准。
教学要求：了解概述；汽车试验标准，掌握汽车试验管理与实施、试验报告。
（二）汽车试验设备与设施主要内容：典型试验设备；典型试验设施；汽车试验场。
重点：典型试验设备。
难点：典型试验设施、汽车试验场。
教学要求：了解典型试验设施、汽车试验场，掌握典型试验设备。
（三）整车技术参数的检测主要内容：汽车几何参数测量；质量参数测量。
重点：质量参数测量。
难点：汽车几何参数测量。
《实验设计与数据处理》课程教学大纲
4.研究：能够基于科学和人文综合研究方法对设计问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。
教学内容与学时分配
（一）误差理论知识4学时
1.数据测量和概率基本知识
2.随机误差的分布规律和随机变量的数字特征
3.测量中的最可信赖值
4.误差的统计意义
5. t分布
（二）假设检验3学时
1.假设检验的基本思想
2.正态性检验
3. U检验、t检验、F检验
（三）试验设计与方差分析3学时
1.概述
2.方差分析法
3.方差分析法的应用
（3）掌握数据的回归分析方法，对设计问题进行理性分析，熟练使用技术工具来分析设计中的问题，并能总结个人和团队的汇报。［1、2、5、8、9］
课程简介
本课程介绍工程技术中常用的试验设计与数据处理方法，内容包括误差理论及数理统计基础，试验设计方法，正交试验设计与数据处理，回归分析等。旨在培养学生设计和组织实验方案的基本能力；培养学生分析实验数据与处理数据的能力。通过本课程的学习，将加深工业设计专业学生对如何评估产品的用户体验、人因性能等的理解，提升学生对量化分析在产品设计中的作用。
Major Applicable
Bachelor Major of Industrial Design
Teaching Language
Teaching in Chinese
Prerequisites
Design psychology, ergonomics
实验设计及数据处理课程教学大纲
实验设计及数据处理课程教学大纲
1、课程英文名称：Experiment Design and Data Processing
2、课程编号：3122040
3、课内学时：16
4、学分：1.0
5、适用学科及专业类别:冶金工程、材料与化工
6、开课学期:第 2学期
7、预修课程：铁冶金学，冶金物理化学，冶金传输原理
8、教学目的：《实验设计及数据处理》是冶金工程专业全日制硕士研究生的专业选修课之一，主要介绍一些常用的实验设计及实验数据处理方法以及冶金工程领域所涉及的高温冶金实验研究方法和优化设计。
通过教学，使学生掌握冶金工程专业常用的实验优化设计方法；熟知相关实验的原理、方法和操作；掌握实验数据的处理、分析方法及相关数据处理软件的应用；通过完成课题加强学生对实验方案设计、实验数据的计算机处理及对实验结果的分析归纳能力，全面培养学生的科学实验能力，从而具备独立完成科研任务的基本素质。
9、大纲内容、教学方式及学时分配：
10、课程知识考核点、考核方式及质量保证手段：
考查。
每个同学选择合适的课题，开展试验研究工作，并对试验数据进行分析处理，完成结课论文，并进行答辩。
11、教材与参考书目：
（1）郑少华，姜奉华. 试验设计与数据处理. 中国建材工业出版社，2004.
（2）李云雁，胡传荣. 试验设计与数据处理. 化学工业出版社. 2008.
（3）徐南平.钢铁冶金实验技术和研究方法.冶金工业出版社. 1998。
《试验设计与数据处理》课程教学研究
《试验设计与数据处理》课程教学研究作者：陈彰旭李先学傅明连来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2014年第19期陈彰旭，李先学，傅明连（莆田学院环境与生物工程学院，福建莆田 361100）摘要：《试验设计与数据处理》是应用化学专业的一门专业基础课，该课程实用性强灵活性高，但内容复杂、难掌握等特点.值此我校新时期应用型技术大学转型之际，本文结合我院应用化学专业建设特点，分析了该课程开设的重要意义，探讨与相关课程联系、科学教学方法，阐述了该课程在应用型工科院校应用化学专业中的教学对策.关键词：试验设计；数据处理；应用化学；教学中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2014）10-0196-03《试验设计与数据处理》是一门应用领域相当宽广的现代技术课程，主要介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法.通过对本课程的学习，学生能够掌握试验设计和数据处理的基本原理和方法，为后续教学环节如专业试验、毕业论文和今后在工作中开展产品工艺优化、质量管理等工作的顺利进行打下良好基础.该门课程教学内容主要包括两个方面：试验设计和数据处理.试验设计部分主要是让学生掌握设计试验的方法，能做到在有限的试验条件下，用最少的试验量获得尽可能多的信息；数据处理部分主要是让学生学会对实验结果采用合理、有效的分析方法，从而发掘出潜在的、有用的信息[1].由于《试验设计与数据处理》课程内容涉及大量的数学公式、计算以及理论推导，学生极易对该课程产生畏惧，尤其是数学基础较差的学生.如何提高学生学习本门课程的兴趣，提高教学效果，是一个亟待研究的课题.1 与其他课程的联系《试验设计与数据处理》与应用化学专业的其他课程不同，它隶属于统计学，是将理论和实践相结合、实用性很强的课程.该门课程又以概率论、线性代数和数理统计为基础[2]，相应的统计软件和计算机软件为工具，如Excel、Origin、正交试验设计助手等.此外，大量的实例贯穿整个课程始终，这要求学生应该在化工基础课程和专业课程的学习之后学习本门课程.2 科学组织教学内容，突出应用性和实用性2.1 科学教学应用性本科培养的是运用科学理论从事高技术工作的应用型专门人才，在培养规格上以行业需求为本位，注重知识的复合性、现时性和应用性.培养出的人才应具备综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力，并兼备技术创新能力[3].因此，在教学内容组织和知识侧重点的处理上应以结合专业特色、适应行业需要为主旨.试验设计与数据处理是以统计学原理为基础的学科，其原理部分涉及到高等数学、概率论和线性代数的知识，这部分内容在基础课程中已有详细讲述.因此，教学重点放在各种试验设计方法和数据处理方法的具体应用上，而方法的理论推导过程可以作为学生自学内容.如讲解方差分析时，将重点放在方差分析的具体步骤上，而偏差平方和分解过程的推导则作为自学内容；在正交试验设计及分析部分，教学侧重点主要放在如何使用正交表及如何对正交试验结果作恰当的分析上，而对于正交表的构成原理、特点仅作简要介绍.2.2 分析教学对象，合理组织教学内容2.2.1 分析教学对象面对众多的内容，授课者必须了解学生的实际情况，分析社会对学生素质的需求，针对学生自身的实际条件和学校的要求，突出重点.确切了解本科生需要掌握的科学技能，有助于在课程内容安排中突出重点.对于应用化学专业的本科生来讲，其主要的科研工作包括简单的试验设计、收集和分析实验结果，主要用到的统计学方法只有t检验、方差分析、卡方检验、一元线形回归和正交试验设计等.因此，在实际教学当中，首先应选用或编写比较实用的教材，适当删减不合适的内容，同时对于学生在今后的学习和工作中需要经常用到的内容，如数据比较和正交试验设计等，应该适当增加课时两，进行强化和突出.而对于一般教材中涉及比较多的多元线性回归、多样本参数检验、聚类分析等实践涉及比较少内容无须分配过多课时.对于生物工程专业或农林专业学生而言，需要采用用不同的试验设计方法解决实际工作中所遇到的不同问题.应用最广泛和最具典型性的试验设计方法有区组设计、正交设计、参数设计、回归设计、均匀设计等[4]，其中回归设计、均匀设计应该重点讲授和实践.2.2.2 合理组织理论教学内容课程内容应主要包括以下三个部分：一是试验设计部分，主要讲授试验设计的几种方法.二是试验数据分析部分，包括试验数据的误差分析，直观分析和方差分析.在讲授的时候，要把两部分结合起来.按照教材，具体内容包括：误差的基本知识；单因素优选法；方差分析法；正交试验设计；正交试验设计结果的直观分析；正交试验设计结果的方差分析；正交试验设计中正交表的灵活运用；回归分析；均匀试验设计.有关显著性检验的知识会在方差分析中讲解.三是介绍部分计算机数据处理软件，主要就是Excel在数据处理过程中的应用.这部分内容在所选教材中被列在最后一章.正交试验设计是本专业的重点，数据处理有相关的软件：正交试验设计助手.3 优化教学方法，提高教学效果3.1 多媒体教学与传统教法相结合多媒体教学，如PowerPoint等的应用丰富了教学内容，使授课生动活泼，条理清晰，易于学生做课堂笔记.试验设计与数据分析课程理论性强，公式多，例子中表格复杂，用板书表达速度慢.多媒体教学应用于试验设计与数据分析课程，可迅速将多种图表直观生动地投射给学生，使复杂的理论更加容易讲解.同时，多媒体教学可以将教师从繁琐的板书中解脱出来，使教师有更多时间讲授理论知识，充分发挥教师在教学活动中的主导作用，调动学生的思路，从而产生较好的课堂效果.同时，多媒体教学使数据处理软件的演示和讲解成为可能，为课程的应用化和实用化提供了有效的平台.在多媒体教学中，可以利用数据分析软件处理具体事例，并将其操作全过程在幻灯片上演示，利于学生模仿练习.但是在进行某些理论推导的时，传统板书教学仍有不可替代的优势，它可以引导学生跟随教师的思路一步一步前进，使学生对原理的理解更清晰透彻.因此，在数学公式和理论性知识较多的试验设计与数据分析课程教学中，传统的板书教学也不能少.应以多媒体教学为主，同时在适当时候辅以传统板书，以期得到事半功倍的效果.3.2 结合其他课程的实验处理和应用实例，提高学习的实用性3.2.1 课堂教学实例化课堂教学实例化具有理论联系实际的特点，可以对工业生产、生活活中的典型案例作重点剖析，以阐述原理，剖析问题，从而加深学生对教学内容的理解，并能让学生学会用理论知识去分析、判断和解决问题[5].试验设计与数据分析的理论部分逻辑性强，公式复杂繁多，抽象而难于理解.这就需要教师列举大量的实例加以充实，开阔学生的眼界，调动课堂的气氛，同时加强学生的对统计学理论的理解.只有老师在教学过程中经常联系、渗透生活中应用统计知识解决问题的例子，学生就自然感觉到统计知识的应用是无处不在、无时不在的.而这些例子的选择也应尽量符合学生的专业方向，属于学生比较了解的领域.如对于应用化学高分子方向的学生，课堂例题应该多涉及高分子涂料配方设计与工艺优化的数据处理；而对于应用化学化学与工程方向的学生，课堂讲授可以结合化工仿真软件进行工程设计和数据处理.结合学生专业方向进行授课，一方面可以集中学生的注意力而使之专注于教师讲授问题的解决，另一方面可以增加学生对本专业的了解与解决本专业实际问题的经验和能力.3.2.2 教学与专业实验课程相结合试验设计与数据分析是科学研究的工具，其实用价值来源于科研实践.应用化学专业的基础实验如有机化学实验等，专业实验课程如精细化工实验等均可以得到大量的数据，充分利用课堂上讲到的数据处理方法加以分析练习，是增强本科学生对这一工具的熟练掌握的良好途径.但是，当前多数实验课程重点是注重培养学生对实验技能的掌握，而对数据的收集和处理工作要求并不十分严格.这种教学模式不利于培养学生严谨的科学态度，也不利于增强学生实际分析解决问题的能力.因此，在建议实验课程注重数据处理过程之外，试验设计与数据分析课程的讲授应与至少一门专业实验课程相联系，即把此实验课程同时作为试验设计与数据分析课程的实验课程.学生同时将实验报告递交给试验设计与数据分析课程教师，以此不断训练和督促学生实际处理和分析数据的能力.3.2.3 仿真与设计结合除了课堂教学和上机实践操作外，可结合《化工方针实习》、《化工原理课程设计》、《有机合成单元课程设计》等课程，增加一些开放性的设计研究性的化工实验，如一氧化氮中低变转换、乙醇内循环无梯度转化乙烯等，进一步巩固掌握《试验设计与数据处理》课程的精髓.3.3 强化上机实验试验数据的处理计算量很大，完全依靠手算既浪费时间又容易出错.而现在有多种软件，它们可以对数据作各种分析，并能够在短时间内得到准确的结果.因此，应重视上机环节，要求学生至少掌握1种统计软件的使用方法，学会用软件绘图、计算，并能正确理解分析结果.例如SPSS是一个功能全面的统计分析软件，操作界面友好，易学易用，广泛应用于自然科学、社会科学领域[6].在教学过程中安排适当学时进行上机操作，要求学生能够使用软件进行平均数假设检验、方差分析、多重比较、回归分析等操作，不仅能增强知识的掌握程度，还可以激发学生的学习兴趣，获得良好的教学效果.在工业生产中，影响试验指标的因素有很多，有重要因素和非重要因素之分，有的因素与因素之间还存在交互作用，因此，合理设计实验、对实验所测测数据进行分析和处理，获得研究对象的变化规律，达到研究目的，是每个应用化学专业学生需要解决的问题[7].这些知识的训练通过强化上机可以较快实现.由于试验设计与数据分析课程的特有的应用性和实用性，其理论部分考核应该以解决和分析具体问题为主，而不应拘泥于以往固定而复杂的试卷模式.加强学生对软件的操作能力，上机实验课后应注意对学生进行上机考核.试验设计与数据分析是一门实用的工具性课程，需要在学生头脑中建立理论化的体系，才能使之融会贯通，运用自如.因此，教师在理论授课和上机实验之余，应给学生不间断进行系统化复习和练习，使学生对课程所涉及的理论和方法产生整体印象，进而掌握课程的脉络和具体的统计方法.教师应注意与学生交流，注意加强重点和难点的讲述和练习，同时要布置一定数量的习题，帮助学生加强理解，巩固所学.4 结束语应用化学专业所研究的对象涉及到多因素的复杂化工过程，如何通过试验设计和数据处理来减少试验次数，节约成本、高效准确获取可靠信息，实现目标最优化是一个工程技术人员必须掌握的现实问题.《试验设计与数据处理》课程教学将使应用化学专业学生受益匪浅，为其解决工程的设计、研发、分析与总结奠定良好基础.《试验设计与数据处理》课程教学应适应当前社会、科技的发展及应用型人才培养的需要，注重学生的主体性，以培养思维能力、提高实践能力为主要目的，不断改革教学模式.——————————参考文献：〔1〕李云雁,胡传荣．实验设计与数据处理[M]．北京:化学工业出版社,2008．〔2〕杨瑞云,银小玲,覃江克,等．有机化学多媒体教学的实践与思考[J]．中国现代教育装备,2010(2):36-38．〔3〕徐理勤，顾建民.应用型本科人才培养模式及其运行条件探讨[J].高教探索,2007(2):57-60.〔4〕叶其培．试验设计与数据处理在农林生产中的应用[J].现代农业科技，2010(10):41-42.〔5〕宋秀英.浅谈农业类院校概率论与数理统计课程的教学[J].科技信息,2008（6）:139,168.〔6〕薛薇.SPSS统计分析方法及应用[M].北京:电子工业出版社,2004.〔7〕蒋长兴．试验设计与数据处理课程改革探索[J]．轻工科技,2012(3):146-147．。
试验设计与分析教学大纲
《试验设计与分析》教学大纲课程名称：试验设计与分析课程类型：范围选修课-专业基础课学时：32学时，2学分适用对象：农学、植物保护、生物技术、生物科学、草业科学等本科专业先修课程：生物统计学、植物学、植物生理学、遗传学、植物病理学和昆虫学等课程一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求试验设计是自然科学研究方法论领域中一个分支学科。
正确设计试验方案并对所获调查数据进行科学的统计分析是每个研究工作者必须具备的基本功。
尤其是在人类社会进入科技发展的今天，如何花费最小的代价取得所关心的信息，学习、掌握与应用本课程知识就显得尤为重要了。
要求先开课生物统计学要系统介绍描述统计、推断统计、方差分析以及线性回归等基本概念、基本原理和方法。
二、教学重点及难点本课程重点讲授各种试验设计方法的要点及特点，相应的统计分析应用条件、方法、步骤及结果解释；模拟研究、田间研究的试验方法，调查数据获得的基本知识和技能。
课程的难点是阐述在实验过程中如何实现误差的最小化和无偏估计，如何进行环境设计和处理设计。
三、与其他课程关系本课程较其他统计学更侧重统计模型及其在有关专业课中较为深入应用，强调试验设计、调查设计方法。
课程中例题涉及遗传育种、作物栽培、土壤肥料、植物病理和昆虫、果树蔬菜、食品加工等多方面，是为上述这些课程打基础，同时也为进行一些科学研究和撰写的毕业论文提供设计和分析方法。
四、教学内容、学时分配及基本要求第一章：绪论（2学时）基本要求：了解试验设计在科学研究中的地位、作用及试验设计的主要内容；了解合理制定试验方案原则，理解试验数据误差的产生及控制途径。
重点：试验方案、试验误差、精确度与准确度难点：试验效应、互作、试验误差的规律性和层次性第一节试验设计在科学研究中的作用1.科学研究的基本过程2.科学研究的基本方法3.试验设计的主要内容第二节试验方案1.试验因素与水平2.试验指标与效应3.制定试验方案的要点第三节试验误差及其控制途径1.试验数据的误差和精确性2.试验误差来源3.随机误差的规律性4.随机误差的层次性5.随机误差的控制第四节试验设计及研究方法的发展1.试验设计学科的历史和发展2.科学研究中不同阶段的试验设计第二章：完全区组试验设计及分析（8学时）基本要求：掌握单因素及多因素完全随机试验设计及结果分析；掌握单因素及多因素随机区组设计及结果分析，了解双向随机区组设计及结果分析；掌握单因素及两因素拉丁方试验设计及结果分析，了解希腊拉丁方、多重正交拉丁方设计。
《实验设计与数据处理》课程实施大纲
《实验设计与数据处理》课程实施大纲目录1．教学理念 (1)1.1以学生的发展为首位 (1)1.2注重教与学的高效性 (1)2．课程描述 (1)2.1课程的性质 (1)2.2课程在学科专业结构中的地位、作用 (1)2.3课程的前沿及发展趋势 (1)3．教师简介................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.1教师的职称、学历....................................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2教育背景....................................................................................................................... 错误!未定义书签。
4．预修课程（先修课程） (2)5．课程目标 (2)5.1知识与技能 (2)5.2过程与方法 (2)5.3情感、态度与价值观 (2)6．课程教学规范 (2)7.教学安排（教学日历） (7)8．教学方法（教学方式） (7)课堂讲授、案例分析、讨论与探究法 (7)9．课程要求 (7)9.1学生自学的要求 (7)9.2课外阅读的要求 (7)9.3课堂讨论的要求 (7)9.4课程实践的要求 (7)10．课程考核方式及评分规程 (7)10.1出勤（迟到、早退等）、作业、报告的要求 (8)10.2成绩的构成与评分规则说明 (8)10.3课程考核方式 (8)10.4课程成绩评定 (8)10.5考试形式及说明（含补考） (8)11．学术诚信规定 (8)11.1考试违规与作弊 (8)12．课堂规范 (8)12.1课堂纪律及礼仪 (8)13．课程资源 (8)13.1教材与参考书 (8)13.2专业学术专著、课外阅读资源及专业刊物 (9)13.3网络课程资源 (9)14．学术合作备忘录（契约） (9)14.1阅读课程实施大纲，理解其内容 (9)14.2同意课程实施大纲 (9)15．其他必要说明（或建议） (9)附件1：《实验设计与数据处理》简案 (10)1．教学理念1.1以学生的发展为首位《实验设计与数据处理》是面向化学工程与工艺、能源化工等专业学生开设的一门专业任选课，根据2003年化工教指委发布的《“化学工程与工艺”专业创新人才培养方案》、《卓越工程师教育培养计划》及《化学工程与工艺( 本科) 专业认证指标体系》的相关要求，始终以学生的发展为首位，使学生具备对工程实验结果分析的基本能力，从以下几个方面注重学生能力的培养和提高：要求学生系统的掌握实验设计的基本原理和方法，误差理论与数据处理的基本概念、理论与方法；培养和强化学生实验设计、处理和分析实验数据的能力；使用Excel、Origin等常用数据处理软件灵活地进行误差分析和实验数据处理的能力。
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《试验设计与数据处理》教学大纲
课程编码：0413105001
课程名称：试验设计与数据处理
学时/学分：18/1
先修课程：高等数学
适用专业：化学工程与工艺
开课教研室：化工教研室
一、课程性质与任务
1．课程性质：本课程是面向化学工程与工艺专业学生的专业选修课。
2．课程任务：设置本课程旨在使学生了解并掌握科学试验中试验前的试验方案设计以及对试验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，培养学生合理设计化学工程试验，并对试验数据进行科学分析和处理的技能，最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优工艺条件或配方）的目的。
二、课程教学基本要求
1．本课程应在基础课讲授完成之后，专业课讲授期间进行，也就是在第四学期之后讲授。
2．通过本课程的学习，学生应能学会使用科学的试验设计方法设计试验并对试验得到的大量数据进行正确的分析和处理，同时能够合理地设计试验，使试验次数尽可能少并在较短的时间内以较少的成本来达到预期的试验目的，进而摸索出较优的工艺条件或配方，提高分析问题和解决问题的能力。
本课程共计18课时，教学周期为9周，考试方式为开卷考试，期终成绩由30%的平时成绩和70%的期末成绩组成。
三、课程教学内容
第一章绪论
（一）教学内容
1. 试验与试验设计的基本概念
2. 试验设计与数据处理的发展概况
3. 试验设计的基本要素
4. 试验设计与数据处理的目的
（二）基本要求
了解试验设计和数据处理的基本概念，学习此门课程的目的与意义；掌握试验设计的三个基本要素。
第二章试验数据的误差分析
（一）教学内容
1. 真值与平均值
2. 误差的基本概念
3. 试验数据误差的来源及分类
4. 试验数据的精密度与准确度
5. 试验数据误差的统计假设检验
6. 异常样本值的判断和处理（过失误差的检验）
7. 有效数字
8. 误差的传递
（二）基本要求
了解真值与平均值的概念，各种试验数据误差的来源及分类，精密度与准确度的概念；掌握绝对误差和相对误差的基本概念及计算方法，常用显著性检验的方法，异常样本值的判断和处理原则，有效数字的修约和运算规则，常用函数的误差传递公式及其应用。
第三章方差分析
（一）教学内容
1. 单因素试验的方差分析（one-way analysis of variance）
2. 双因素试验的方差分析（two-way analysis of variance）
（二）基本要求
了解方差分析的原理；掌握单因素试验与双因素方差分析的基本方法。
第四章回归分析
（一）教学内容
1. 基本概念
2. 一元线性回归
3. 多元线性回归分析
4. 非线性回归分析
（二）基本要求
了解回归分析的基本概念；掌握一元与多元线性回归方程的计算方法及回归方程的显著性检验方法。
第五章优选法
（一）教学内容
1. 基本命题
2. 均分法
3. 比例分割法
4. 对分法
5. 黄金分割法（0.618法）
6. 分数法
7. 逐步提高法（爬山法）
8. 多峰情况
9. 双因素优选法
10. 多因素优选法
（二）基本要求
了解优选法的基本概念，了解单因素优选中的均分法、比例分割法、对分法，了解双因素及多因素优选的原则及方法；掌握单因素优选法中黄金分割法与分数法的原理和具体步骤。
第六章正交试验设计
（一）教学内容：
1. 正交法概述
2. 单指标正交试验设计及其结果的直观分析
3. 多指标正交试验设计及其结果的直观分析
4. 有交互作用的正交试验设计
5. 混合水平的正交试验设计
6. 正交试验设计结果的方差分析法
（二）基本要求
了解正交试验的基本概念和正交表的特点；掌握等水平、混合水平和有交互作用正交试验方案设计方法及其结果的分析方法。
四、学时分配表
五、教材及参考书
教材：《试验设计与数据处理》（第二版）主编：李云雁
出版社：化学工业出版社，2012年参考书：《化工试验设计与数据处理》主编：曹贵平
出版社：华东理工大学出版社，2009年审定：张伟徐绍红。